(57)【要約】【課題】光学特性を低下させることなく小型化を図ることができる光学ユニット及びその光学ユニットを備えた光学機器を提供する。【解決手段】サファイア基板又は水晶基板からなる放熱板２の一方の面にダイクロイックフィルタ３をコーティングすると共に、放熱板２の他方の面に樹脂製の１／２波長板４を貼り合わせ一体化した第１の光学部品１を赤色光Ｒの光路上に配置すると共に、同じくサファイア基板又は水晶基板からなる放熱板２１の一方の面にダイクロイックフィルタ２２をコーティングすると共に、放熱板２１の他方の面に樹脂製の１／２波長板２３を貼り合わせ一体化した第３の光学部品２０を青色光Ｂの光路上に配置する。さらに同じくサファイア基板や水晶基板などから成る放熱板１１の一方の面にダイクロイックフィルタ１２をコーティングすると共に他方の面に樹脂製の偏光子１３を貼り合わせて一体化した第２の光学部品１０を緑色光Ｇの光路上に配置するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、照明光学系と該照明光学系からの光画像情報に応じて変調する液晶パネルとを有する光学ユニットにおいて、
所定の色成分を透過するダイクロイックフィルタと、１／２波長板又は偏光子とを一体化した光学部品を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ユニットにおいて、前記光学部品は、サファイア基板または水晶基板から成る放熱板の一方の面にダイクロイックフィルタをコーティングし、他方の面に１／２波長板又は偏光子を添設して構成されることを特徴とする光学ユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学ユニットを備えたことを特徴とする光学機器。
【請求項４】
少なくとも、照明光学系と該照明光学系からの光画像情報に応じて変調する液晶パネルとを有する光学ユニットにおいて、
水晶板により作製した１／２波長板の一方の面にダイクロイックフィルタをコーティングした光学部品を備えたことを特徴とする光学ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の光学ユニットを備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等の光学機器に使用される光学ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の光学機器の光学ユニットは、光の利用効率を高めるために、光源から出射された自然光を、液晶パネル等のライトバルブを用いて画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン上に投影することにより画像表示を実現するにあたり、光源から出射された自然光の光路上にダイクロイックフィルタの波長板、液晶パネル、偏光板等を適宜配置している。
図４は、従来のカラー液晶プロジェクタに備えられている光学ユニットの構成を示した図である。
この図４に示す光学ユニットは、照明光学系として赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各光学系を備えている。
赤色光Ｒの光学系は、赤色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ部５１、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する１／２波長部５２、赤色光Ｒを画像データに応じて変調する液晶パネル５３、及び液晶パネル５３からのＳ偏光光だけを透過する偏光部５４により構成される。
ダイクロイックフィルタ部５１は、例えばガラス基板５１ａの一方の面に赤色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ５１ｂをコーティングして形成されている。１／２波長部５２は、例えば樹脂製の１／２波長板５２ａと、放熱効果の高いサファイア基板や水晶基板からなる放熱板５２ｂとにより構成され、１／２波長板５２ａが放熱板５２ｂに貼付されている。また偏光部５４は、例えば樹脂製の偏光子５４ａと、放熱効果の高いサファイア基板や水晶基板からなる放熱板５４ｂとにより構成され、偏光子５４ａが放熱板５４ｂに貼付されている。
また緑色光Ｇの光学系は、緑色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ部５５、緑色光ＧのＳ偏光光のみを透過する偏光部５６と、緑色光Ｇを画像データに応じて変調する液晶パネル５７、及び液晶パネル５７から緑色光ＧのＰ偏光光だけを透過する偏光部５９により構成される。
ダイクロイックフィルタ部５５は、例えばガラス基板５５ａの一方の面に緑色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ５５ｂをコーティングして形成されている。また偏光部５６、５９は、夫々偏光子５６ａ、５９ａと、水晶放熱板５６ｂ、５９ｂとにより構成され、夫々の偏光子５６ａ、５９ａが、夫々の水晶放熱板５６ｂ、５９ｂに貼付されている。
【０００３】
また青色光Ｂの光学系は、ダイクロイックフィルタ部６０、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する１／２波長部６１、青色光Ｂを画像データに応じて変調する液晶パネル６２、及び液晶パネル６２からのＳ偏光光だけを透過する偏光部６４とにより構成される。
ダイクロイックフィルタ部６０は、例えばガラス基板６０ａの一方の面に青色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ６０ｂをコーティングして形成されている。
１／２波長部６１は、例えば樹脂製の１／２波長板６１ａと、放熱効果の高いサファイア基板や水晶基板からなる放熱板６１ｂとにより構成され、１／２波長板６１ａが放熱板６１ｂに貼付されている。また偏光部６４は偏光子６４ａと水晶放熱板６４ｂとにより構成され、偏光子６４ａが水晶放熱板６４ｂに貼付されている。
そして各色の液晶パネル５３、５７、６２において形成された各色の画像光はダイクロイックプリズム６５に入射されてカラー画像に合成され、図示していない投射レンズユニットを介してスクリーン上に拡大投影される。
なお、光学ユニットを構成する各光学部品の入射面及び出射面には反射防止膜（Anti Reflection）ＡＲが施されている。
なお、先行文献として、例えば特許文献１に小型で明るく黒映像時の漏れ光によるコントラスト低下がなく、低価格な反射型液晶プロジェクタ用の光学ユニットが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１２６４９６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記図４に示したプロジェクタ装置等の光学機器に備えられている光学ユニットは、光学部品の部品点数が多いため、どうしても機器が大型化するという欠点があった。
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、光学特性を低下させることなく小型化を図ることができる光学ユニット及びその光学ユニットを備えた光学機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、少なくとも、照明光学系と該照明光学系からの光画像情報に応じて変調する液晶パネルとを有する光学ユニットにおいて、所定の色成分を透過するダイクロイックフィルタと、１／２波長板又は偏光子とを一体化した光学部品を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記光学部品は、サファイア基板または水晶基板から成る放熱板の一方の面にダイクロイックフィルタをコーティングし、他方の面に１／２波長板又は偏光子を添設して構成されることを特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光学ユニットを備えた光学機器を特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、少なくとも、照明光学系と該照明光学系からの光画像情報に応じて変調する液晶パネルとを有する光学ユニットにおいて、水晶板により作製した１／２波長板の一方の面にダイクロイックフィルタをコーティングした光学部品を備えたことを特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光学ユニットを備えた光学機器を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ダイクロイックフィルタと１／２波長板又は偏光子とを一体化した光学部品を光路上に配置したことで、光学ユニットの光学特性を低下させることなく、光路上に配置する光学部品の部品点数を減らすことができるので、光学ユニットの小型化とコストダウンを図ることが可能になる。
また、本発明によれば、１／２波長板を水晶板により作製し、１／２波長板の一方の面にダイクロイックフィルタをコーティングしたことで、更に部品点数を減らすことができ、更なるコストダウンが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態のカラー液晶プロジェクタに備えられている光学ユニットの構成を示した図である。なお、図４と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この図１に示す液晶プロジェクタは、照明光学系として赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各光学系を備えている。赤色光Ｒの光学系は、赤色成分のみを透過するダイクロイックフィルタとしての機能と、赤色光ＲのＳ偏光光のみをＰ偏光光に変換する１／２波長板としての機能とを有する第１の光学部品１、赤色光Ｒを画像データに応じて変調する液晶パネル５３、及び液晶パネル５３からのＳ偏光光だけを透過する偏光部５４からに構成される。
第１の光学部品１は、例えばサファイア基板や水晶基板などから成る放熱板２の一方の面に赤色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ３がコーティングされていると共に、他方の面に樹脂製の１／２波長板４が貼り合わされて形成されている。
また緑色光Ｇの光学系は、緑色成分のみを透過するダイクロイックフィルタとしての機能と、緑色光ＧのＳ偏光光のみを透過する偏光子としての機能とを有する第２の光学部品１０、緑色光Ｇを画像データに応じて変調する液晶パネル５７、及び液晶パネル５７から緑色光ＧのＰ偏光光だけを透過する偏光部５９とから構成される。
【０００８】
第２の光学部品１０は、例えばサファイア基板や水晶基板などから成る放熱板１１の一方の面に緑色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ１２がコーティングされていると共に、他方の面に樹脂製の偏光子１３が貼り合わされて構成されている。
また青色光Ｂの光学系は、青色成分のみを透過するダイクロイックフィルタとしての機能と、青色光ＢのＳ偏光光のみをＰ偏光光に変換する１／２波長板としての機能とを有する第３の光学部品２０、青色光Ｂを画像データに応じて変調する液晶パネル６２、及び液晶パネル６２からのＳ偏光光だけを透過する偏光子６４とにより構成される。
第３の光学部品２０は、例えばサファイア基板や水晶基板などから成る放熱板２１の一方の面に青色成分のみを透過するダイクロイックフィルタ２２がコーティングされていると共に、他方の面に樹脂製の１／２波長板２３が貼り合わされて形成されている。
そして、各色の液晶パネル５３、５７、６２において形成された各色の画像光はダイクロイックプリズム６５に入射されてカラー画像に合成され、図示していない投射レンズユニットを介してスクリーン上に拡大投影される。なお、光学ユニットを構成する各光学素子の入射面及び出射面には反射防止膜（Anti Reflection）ＡＲが施されている。
【０００９】
即ち、従来の光学ユニットと本実施形態の光学ユニットを比較すると、従来の光学ユニットは、図２（ａ）に示すようにダイクロイックフィルタ部５１と１／２波長板５２とが光路上に別々に配置されていたのに対して、本実施形態の光学ユニットでは、図２（ｂ）に示すように、放熱効果の高いサファイア基板又は水晶基板からなる放熱板２、２１の一方の面にダイクロイックフィルタ３、２２をコーティングすると共に、他方の面に樹脂製の１／２波長板４、２３を貼り合わせ一体化するようにしている。
なお、これに限らず、図２（ｃ）に示すように、１／２波長板３１を水晶板により作製することにより放熱板としての機能を持たせ、さらにこの１／２波長板３１の一方の面にダイクロイックフィルタ３２をコーティングすると共に、他方の面にＡＲコート３３を施すことによって、さらに単一素子として部品点数を１個削減する事も可能である。
また、従来の光学ユニットは、図３（ａ）に示すようにダイクロイックフィルタ部５５と偏光部５６とが夫々光路上に別々に配置されていたのに対して、本実施形態の光学ユニットでは、図３（ｂ）に示すように、放熱効果の高いサファイア基板又は水晶基板からなる放熱板１１の一方の面にダイクロイックフィルタ１２をコーティングすると共に、他方の面に樹脂製の偏光子１３を貼り合わせ一体化するようにしている。
【００１０】
このように本実施形態の光学ユニットは、従来、光路上に別々に配置されていたダイクロイックフィルタ部５１と１／２波長部５２とを一体化して、第１、第３の光学部品１、２０を形成すると共に、ダイクロイックフィルタ部５５と偏光部５６とを一体化して第２の光学部品１０を形成するようにした。
このようにすれば、従来、光路上に配置する光学部品を４つから２つに減らすことができるので、その分、光学ユニットを小型化することが可能になる。また従来のダイクロイックフィルタ部５１、５５に使用していたガラス基板等が不要になるのでコストダウンを図ることができる。
さらに、図２（ｃ）に示したように１／２波長板３１を樹脂製から水晶製とすることによって放熱効果を持たせ、１／２波長板３１の表裏面に夫々ダイクロイックフィルタ３２と、ＡＲコート３３を形成することによって、部品点数をさらに削減することができる。
また本実施形態では、本発明の光学ユニットを液晶プロジェクタに適用する場合を例に挙げて説明したが、液晶プロジェクタに限らず液晶ライトバルブ等を用いる光学機器一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態のカラー液晶プロジェクタに備えられている光学ユニットの構成を示した図である。
【図２】本実施形態の光学ユニットに備えられている第１、第３の光学部品と、従来の光学部品の構成の違いを示した図である。
【図３】本実施形態の光学ユニットに備えられている第２の光学部品と、従来の光学部品の構成の違いを示した図である。
【図４】従来のカラー液晶プロジェクタに備えられている光学ユニットの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００１２】
１…第１の光学部品、２、１１、２１…放熱板、３、１２、２２、３２…ダイクロイックフィルタ、４、２３、３１…１／２波長部、１０…第２の光学部品、１３…偏光子、３３…ＡＲコート、５４、５９、６４…偏光部、２０  第３の光学部品、５３、５７、６２…液晶パネル、６５…ダイクロイックプリズム、５２…波長板、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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